Какво представлява регенерацията на йонообменна смола

Първо, конвенционално регенериращо лечение
След като йонообменната смола се използва за определен период от време, адсорбираните примеси са близки до наситено състояние и е необходимо да се извърши регенерираща обработка, а йоните и другите примеси, адсорбирани от смолата, се елуират с химически агенти за възстановяване оригиналния състав и свойства. При практическо приложение, за да се намалят разходите за регенерация, е необходимо да се контролира правилно количеството регенериращ агент, така че ефективността на смолата да може да бъде възстановена до най-икономичното и разумно ниво на регенерация, обикновено степента на контрол на възстановяването производителността е 70-80%. Ако трябва да се постигне по-високо ниво на регенерация, дозата за регенерация ще бъде значително увеличена и степента на използване на регенеранта ще бъде намалена.
Регенерирането на смолата трябва да се основава на вида на смолата, характеристиките, както и икономичността на работа, избора на подходящи регенериращи агенти и условията на работа.
Регенериращите свойства на смолата са тясно свързани с нейния вид и структура. Регенерирането на силни киселинни и силни основни смоли е трудно и регенериращата доза е много по-висока от теоретичната стойност. Слаба киселина или слаба основна смола се регенерира по-лесно и дозата за регенериране е само малко по-висока от теоретичната стойност. В допълнение, смолата с голяма порьозност и ниска степен на омрежване е лесна за регенериране, докато смолата с тип гел и висока степен на омрежване има по-дълго време за реакция на регенерация.
Типът регенерант трябва да бъде избран в съответствие с йонния тип на смолата и по-ниската цена на киселини, основи или соли трябва да бъде подходящо избрана. Например силно киселинна положителна смола от натриев тип може да се регенерира с 10% разтвор на NaCl и количеството лекарство е два пъти по-голямо от обменния капацитет (117g/l смола с NaCl); Силната киселинна смола от водороден тип се регенерира със силна киселина и калцият, адсорбиран от смолата, трябва да бъде предотвратен от реакция със сярна киселина за образуване на утайка от калциев сулфат. За тази цел е препоръчително първо да преминете 1-2% регенериране на разредена сярна киселина.
Силна алкална смола от хлорен тип се регенерира главно с разтвор на NaCl, но добавянето на малко количество алкали помага за разтварянето и измиването на пигментите и органичните вещества, адсорбирани от смолата. Следователно, алкален солев разтвор, съдържащ 10% NaCl + 0.2% NaOH обикновено се използва за регенерация. Конвенционалната дозировка е 150-200g NaCl на литър смола и 3-4g NaOH. ОН тип силно алкално отрицателна смола се регенерира с 4% разтвор на NaOH.
Химическата реакция на регенериране на смола е обратната реакция на първоначалната обменна адсорбция на смола. Съгласно принципа на баланса на химическата реакция, увеличаването на концентрацията на вещество в химическа реакция може да насърчи реакцията към другата страна, така че увеличаването на концентрацията на регенерирана течност може да ускори реакцията на регенерация и да постигне по-високо ниво на регенерация.
За да се ускори химическата реакция на регенериране, течността за регенериране обикновено първо се нагрява до 70 ~ 80 градуса C. Неговият дебит през смолата обикновено е 1 ~ 2 BV/h. Може също така да се използва първо бърз и след това бавен метод, за да се даде пълноценна ефективност на регенеранта. Времето за регенерация е около един час. След това измийте смолата с мека вода за около един час (обемът на водата е около 4BV), след като водата за измиване се отцеди, след това измийте отново с вода, докато промивната течност стане безцветна и без мътност.
След регенериране и обратно промиване стойността на pH на някои смоли трябва да се коригира. Тъй като регенерираната течност често съдържа алкали, смолата често е алкална след регенериране дори след измиване. Някои обезцветяващи смоли (особено слабо алкални смоли) трябва да работят при леко киселинни условия. По това време може да се прекара разредена солна киселина, за да се намали рН стойността на смолата до около 6 и след това да се измие с вода, обратно промиване всеки път.
След като смолата се използва дълго време, някои примеси (особено макромолекулни органични колоидни вещества), абсорбирани от нея, не могат лесно да бъдат елуирани чрез конвенционална регенерационна обработка и постепенно се натрупват и замърсяват смолата, намалявайки ефективността на смолата. Това трябва да се третира по специален начин. Например, катионната смола е замърсена от амфотерни съединения, съдържащи азот, които могат да бъдат обработени с 4% разтвор на NaOH, за да се разтвори и изхвърли; Анионната смола е замърсена с органична материя и концентрацията на NaOH в разтвор на алкална сол може да се увеличи до 0.5~1.0% за разтваряне на органичната материя.
Второ, специално регенериращо лечение
По-сериозно замърсените смоли могат да бъдат многократно третирани с киселинен или алкален разтвор на сол, като например използване на 10%NaCl +1%NaOH разтвор на алкална сол за разтваряне на органична материя, след което се използва съответно 4%HCl или 10%NaOH и 1%HCl за разтваряне на неорганична материя и след това с третиране с 10%NaCl +1%NaOH. Извършва се при около 70 градуса С.
Ако ефектът от горното третиране не отговаря на изискванията, той може да бъде третиран чрез окислителен метод. Тоест след промиване на смолата с вода се инжектира разтвор на натриев хипохлорит с концентрация 0.5%, скоростта на потока се контролира от 2 до 4BV/h, количеството от 10 до 20BV се пропуска, и след това се измива с вода и се третира със солена вода. Трябва да се отбележи, че окислителната обработка може да окисли свързващите връзки на макромолекулите в структурата на смолата, което води до разграждане на смолата, степента на разширение се увеличава и лесно се счупва, така че не е подходяща за обща употреба. Обикновено се използват 50 цикъла преди едно окислително третиране. Тъй като хлорната смола има силна устойчивост на окисление, смолата се третира със солена вода преди окислителната обработка, за да стане хлор, което също може да избегне промяната на стойността на pH по време на процеса на обработка и да направи окислението по-стабилно.
Трето, изхвърлянето на рециклирана отпадъчна течност
Обезцветяване на смола от захарна фабрика, отпадъчна течност от регенерация на смола съдържа много пигмент и органична материя, цветът е много дълбок. Когато сурова захар се използва за производство на рафинирана захар, количеството рециклирана отпадъчна течност на 100 тона захар е около 6~9m3. Също така е трудно да се изхвърли, преди да може да бъде изхвърлен (или рециклиран).